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Integrative analysis of the late maturation programme and desiccation tolerance mechanisms in intermediate coffee seeds

Authors :
Philippe Lashermes
Julien Serret
Fabienne Morcillo
Thierry Joët
Hervé Etienne
Stéphane Dussert
Aldecinei Bastos-Siqueira
Eveline Déchamp
Valérie Rofidal
Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Joët, Thierry
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Source :
Journal of Experimental Botany, Journal of Experimental Botany, Oxford University Press (OUP), 2018, 69 (7), pp.1583-1597. ⟨10.1093/jxb/erx492⟩, Journal of Experimental Botany 7 (69), 1583-1597. (2018), Journal of Experimental Botany, Oxford University Press (OUP), 2018, ⟨10.1093/jxb/erx492⟩, Journal of Experimental Botany, 2018, 69 (7), pp.1583-1597. ⟨10.1093/jxb/erx492⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

Integrative analysis of developing coffee seeds reveals the key cellular, metabolic, and regulatory processes associated with acquisition of desiccation tolerance in intermediate seeds<br />The ‘intermediate seed’ category was defined in the early 1990s using coffee (Coffea arabica) as a model. In contrast to orthodox seeds, intermediate seeds cannot survive complete drying, which is a major constraint for seed storage and has implications for both biodiversity conservation and agricultural purposes. However, intermediate seeds are considerably more tolerant to drying than recalcitrant seeds, which are highly sensitive to desiccation. To gain insight into the mechanisms governing such differences, changes in desiccation tolerance (DT), hormone contents, and the transcriptome were analysed in developing coffee seeds. Acquisition of DT coincided with a dramatic transcriptional switch characterised by the repression of primary metabolism, photosynthesis, and respiration, and the up-regulation of genes coding for late-embryogenesis abundant (LEA) proteins, heat-shock proteins (HSPs), and antioxidant enzymes. Analysis of the heat-stable proteome in mature coffee seeds confirmed the accumulation of LEA proteins identified at the transcript level. Transcriptome analysis also suggested a major role for ABA and for the transcription factors CaHSFA9, CaDREB2G, CaANAC029, CaPLATZ, and CaDOG-like in DT acquisition. The ability of CaHSFA9 and CaDREB2G to trigger HSP gene transcription was validated by Agrobacterium-mediated transformation of coffee somatic embryos.

Details

Language :
English
ISSN :
00220957 and 14602431
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Experimental Botany, Journal of Experimental Botany, Oxford University Press (OUP), 2018, 69 (7), pp.1583-1597. ⟨10.1093/jxb/erx492⟩, Journal of Experimental Botany 7 (69), 1583-1597. (2018), Journal of Experimental Botany, Oxford University Press (OUP), 2018, ⟨10.1093/jxb/erx492⟩, Journal of Experimental Botany, 2018, 69 (7), pp.1583-1597. ⟨10.1093/jxb/erx492⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a47d08791132c39813ac04f1a9c1a4e6
Full Text :
https://doi.org/10.1093/jxb/erx492⟩